EP2098895A1 - Leuchteinrichtung für ein Feldgerät - Google Patents

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EP2098895A1
EP2098895A1 EP09162391A EP09162391A EP2098895A1 EP 2098895 A1 EP2098895 A1 EP 2098895A1 EP 09162391 A EP09162391 A EP 09162391A EP 09162391 A EP09162391 A EP 09162391A EP 2098895 A1 EP2098895 A1 EP 2098895A1
Authority
EP
European Patent Office
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display
lighting
power
field device
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09162391A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Staiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Publication of EP2098895A1 publication Critical patent/EP2098895A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0088—Positioning aspects of the light guide or other optical sheets in the package
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B45/32—Pulse-control circuits
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving
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    • H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
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    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for a field device, a lighting device for a field device display module, a lighting arrangement for a field device display, a method for controlling a lighting device for a field device display, a computer-readable medium with a program for controlling a lighting device for a field device display and a program element a program for controlling a lighting device for a field device display.
  • display devices or displays for reading measured values of a field device, sensor or measuring device have a low contrast to the environment.
  • the displays, especially the display difficult to read, especially in low light conditions.
  • the displays often need to be mounted in locations where light is low, reading the display often becomes difficult and uncomfortable.
  • gauges are often used in remote locations where power is not available, powering gauges for gauges is difficult.
  • the lighting device is adapted for use with a detachable field device display module.
  • the lighting device can be removed with the display module of a field device housing.
  • the lighting device is configured for operation with a field device selected from the group consisting of a radar field device, a TDR field device, an ultrasound field device, a capacitive field device and a limit level field device.
  • a field device selected from the group consisting of a radar field device, a TDR field device, an ultrasound field device, a capacitive field device and a limit level field device.
  • a capacitive field device can determine measured values by determining a capacity that has changed during a measurement.
  • a Time Domain Reflectometry (TDR) field device measures readings with the help of reflections. This can be a method for the determination and analysis of run lengths and reflection characteristics of electromagnetic waves and signals.
  • the light distribution device has a holding device for the field device display module.
  • the display module can be positioned on the lighting device, in particular the light distribution device, and held in a specific position.
  • a uniform light distribution over the surface of the display module can be achieved.
  • slipping of the display module relative to the light distribution device can be prevented.
  • a field device display which can also be removable, can have several components.
  • a field device display may include a field device display case, a driver board, and a field device display module.
  • the drive board prepares signals in such a way that the desired information appears on the field device display.
  • the control board controls, for example, individual pixels of the display module.
  • a field device display can be a matrix display module, a TFT display, a grayscale display, a color display, an OLED, a PLED or an LCD display module.
  • the terms field device display module, display module, LCD display, LED display module or LC display module are used equally.
  • a lighting device in which the light distribution device, seen in a viewing direction on the display module, can be attached behind the display module.
  • the attachment can be done for example by gluing. By sticking the grip of the light distribution device on or behind the display can be ensured slip-proof.
  • a lighting device is provided with a light distribution device, wherein the light distribution device is populated with prisms.
  • the prisms which act like lenses, the light which is distributed on the display module can be concentrated on specific areas. This allows a clearer reading of the display of the display module can be achieved.
  • a lighting device wherein the light generating device is an LED (Light Emitting Diode).
  • An LED may be a component for electro-optical conversion in which a current is converted into a light signal of a specific wavelength.
  • An LED can have a low power consumption but a high light output. It can also be used a plurality of LEDs. The possible number of usable LEDs may depend on the power required by each individual LED. For example, an LED array can be formed.
  • the LED is configured to provide white light.
  • White light can be all spectral colors and therefore can allow a good reading of a display, in particular a colored or colored display.
  • a white LED can also be of class T, with the brightness class T extending from 720 mcd to 1000 mcd.
  • a sufficient brightness can also be achieved by means of an LED of brightness class S in the range of 500 mcd to 720 mcd. It is also possible to use class R LEDs from 360 mcd to 500 mcd. But also LEDs with a luminosity of over 1000 mcd can be used.
  • the light distribution device is a semi-reflective film. With a semi-reflective film, incident light is redirected so that it can serve to backlight the display.
  • a circuit arrangement for a field device has a power measuring device, which is set up to determine a power present in a field device.
  • the circuit arrangement has a power distribution device, wherein the power distribution device is set up to determine whether excess power is present in the field device for operating a display illumination.
  • the power distribution device is configured to relay the excess power to a display lighting driver.
  • a lighting device for a field device display module has a light distribution device, in particular a light guide and a light generating device.
  • the light distribution device is designed for the spatial distribution of the light.
  • the shape of the light distribution device is adapted to a rear side of the field device display module, wherein the light distribution device can be illuminated.
  • the light distribution device is set up to distribute incident light evenly across the field device display module.
  • the light distribution device can be illuminated by means of the lighting device.
  • a lighting arrangement for a field device display comprises a circuit arrangement with the above-mentioned features and a lighting device.
  • the circuit arrangement is coupled to the display illumination driving device and the display illumination driving device is in turn coupled to the lighting device, in particular to the light generating device of the lighting device.
  • a method of driving a lighting device for a field device display comprising measuring an existing excess power, determining whether the excess power present is sufficient for the lighting and then driving the lighting device, in particular, a light generating device of a lighting device, for operating the lighting device with the existing excess power, when it has been determined that the existing excess power is sufficient for the lighting.
  • a computer-readable medium storing a computer program for driving a lighting device for a field device display which, when executed by a processor, comprises measuring an existing excess power, then determining whether the excess power available to the illumination is sufficient, and finally, driving a lighting device, in particular a light generating device, to operate the lighting device with the excess power present if it has been determined that the excess power present is sufficient for the lighting.
  • a program element for driving a lighting device for a field device display that, when executed by a processor, measures an existing excess power, then determining whether the excess power present is sufficient for the lighting is and finally driving a lighting device, in particular a light generating device, for operating the Lighting device with the existing excess power, if it has been determined that the existing excess power is sufficient for the lighting.
  • energy-saving operation of field device display illumination may be enabled.
  • an external voltage source of an external circuit can be converted by means of a load adaptation into a current such that the current in the external current loop corresponds to a measured value.
  • a measured value of a field device, measuring device or sensor can be adapted by a control device, for example a microprocessor, such that the current varies in a range from 4 to 20 mA.
  • the current value of 4 mA could correspond to a lowest fill level and the current value of 20 mA to a highest fill level.
  • the variation of the current can, because the external voltage source can have a constant value, take place by means of the adaptation of consumer resistances. In this case, targeted power can be consumed on a resistor in order to force a current corresponding to the level value.
  • the power supply present at a current measured value can be determined by means of a power measuring device and in the case of excess power, this power can be used for the supply of additional functions.
  • the excess power can be quantified by means of a power distribution device and, in the case of a sufficient surplus, transferred to an additional module. at such an add-on module may be display lighting that can use the excess power for display lighting.
  • the excess power can be made available to a display lighting control device, which in turn can determine whether the power provided is sufficient for the lighting device to be controlled. If the display lighting driver detects that it is being provided with sufficient power by the power distribution device, it can pass that power to a lighting device, whereby the lighting device can convert the power into light and illuminate the display.
  • the lighting device may have a light distribution device, in particular a light guide, wherein the shape of the light distribution device or the light guide is adapted to the shape of the display.
  • the light distribution device can be mounted behind the field device display and illuminate the display, in particular the readings, from behind. As a result, the displayed values or symbols can emerge.
  • the shape adapted to the field device display can ensure an even distribution of light across the display.
  • the lighting device may have a light generating device that can convert, for example, electric current into light. The light generated by the light generating device can be distributed via the display by means of the light distribution device.
  • the light generating device may be located laterally of the light distribution device. In other words, this means that the light-generating device can be arranged at an angle, for example 90 °, viewed from a viewing direction on the display. From this lateral position, the light generating device can feed light into the light distribution device. Ie. The light can first be distributed in parallel to the field device display within the light distribution device, and then rotated by 90 °, against the viewing direction of the display, to illuminate the display. For this purpose, the light distribution device is set up such that it rotates the beam path of the light, before the illumination in the propagation direction.
  • the light generating device can be arranged in a reading direction of the display behind the display.
  • the Light distribution device distributed when lighting the incident light from behind evenly, so that a homogeneous illumination of the display can be done.
  • the light distribution device prefferably generate incident light on the front side of the display, thereby facilitating the reading of symbols on the display.
  • circuit arrangement for a field device will be described. These exemplary embodiments likewise apply to the illumination arrangement for a field device display, to the method for actuating a lighting device for a field device display, to the computer-readable medium in which the computer program for activating a lighting device for a field device display is stored and to the program element for actuating a lighting device for the field device field unit screen.
  • the circuit arrangement is set up to forward an excess power for the field device.
  • This excess power can come from the power supply of a HART® 2-wire field device, a HART® 4-wire field device, a 4 to 20 mA field device, a Profibus field device, or a Fieldbusfoundation field device.
  • the power can be obtained via the measured value signal line.
  • an additional line for a field device display supply is to be provided. It can reduce the number of lines to the field device, which lines can be saved.
  • Usual line lengths for field device supply lines may be in the range of 10 m to 100 m, 100 m to 800 m or, for example, 500 m to 3000 m.
  • a circuit arrangement wherein the power distribution device comprises an explosion-proof device.
  • This explosion protector may be the use of current limiting resistors.
  • the installation of an explosion-proof device makes it possible to use the circuit arrangement in a hazardous area.
  • a hazardous area is a local area where special precautions must be taken in its catchment area to prevent explosions. Ex areas are divided into different protection classes, and by using resistors, the circuit arrangement can be adapted to be adapted for use in a hazardous area.
  • a circuit arrangement is provided wherein the power distribution device is further configured to activate the display lighting driver.
  • a circuit arrangement includes a display lighting driver.
  • the display lighting driver determines whether an existing or provided or surplus power is sufficient for the lighting, and controls a lighting device when there is sufficient power.
  • the display lighting drive device further comprises a constant current source and / or a PWM drive device (pulse width modulation).
  • the constant current source By means of the constant current source, a uniform illumination of the display can be achieved. A flickering by a changing power supply can thus be substantially avoided.
  • the voltage for a lighting device By means of a so-called step-up device, for example, the voltage for a lighting device can be increased in order to avoid flickering of the lighting.
  • the display lighting driving device further includes a lighting selecting device on, wherein the illumination selection device for detecting whether a lighting is to be made, is set up. It may be a switch that allows a user to illuminate the display lighting driver.
  • the display lighting drive device is further configured such that it only activates the lighting device if sufficient power is available and if it recognizes, by means of the lighting selection device, that a display is to be made.
  • a display illumination can only be switched on when the display is to be read. In the remaining time, the power can either be cached or made available to other additional components.
  • a circuit arrangement wherein the display lighting driver additionally includes a power memory.
  • the power memory is configured to store excess power or energy.
  • the power store can be a capacitor with a large capacity, for example 1000 ⁇ F, with a capacity in the range of 100 ⁇ F to 500 ⁇ F or in the range of 1 ⁇ F to 100 ⁇ F.
  • This capacitor can be used as an accumulator and can be charged during a time when excess power is present to store the initially excess power and to provide it at a later time.
  • high power consumption may be required by the field device to destroy the power. Instead of destroying the power, the power can be supplied in the power storage device.
  • the time in which the display, in particular the display illumination, is switched off by means of the illumination selection device can also be used to store excess power and to retrieve it at a later time.
  • a circuit arrangement wherein the display lighting driver, has an explosion-proof device.
  • the Ex-protection device for example by means of resistors, the display illumination control device can be adapted to Ex protection requirements.
  • the present invention can be an expansion kit for a field device, in particular for a field device display or display module of a field device.
  • a single white LED can illuminate the display.
  • the LED can radiate laterally into a light guide, whereby the light guide distributes the light evenly over the display.
  • the light guide may have a thickness of about 2 mm for sufficient light distribution. However, the thickness can also be in the range of 2 mm to 8 mm.
  • the LCD display can be soldered to a carrier board. This space can be created for the additional light distribution device.
  • the method for operating the display can be adapted such that the lighting device can be switched off.
  • the method of operating an existing field device, meter or sensor may be adjusted to introduce the operation of the lighting.
  • the sensor can determine the power available to it and determine whether the display illumination, in particular the lighting device, is switched on or off. The determination as to whether sufficient power is available can be made by measuring a supply voltage. Due to the increased power consumption, it can come to Ex-resistors between a sensor and a field device display. For example, 0.25V may drop at the Ex resistors.
  • the field device display can have a 4-fold voltage multiplier, which makes a voltage of 12 V, for example, from a voltage of 3 V.
  • the lighting device can be operated by means of a constant current source and / or with a PWM control.
  • a current through the lighting device, in particular the light generating device and further in particular by the LED can be in the range of 1 mA to 1.5 mA.
  • the power consumption of a lighting arrangement can be 5 mW be.
  • a processor of the field device can have less energy available, which can reduce the cycle time or signal processing time.
  • Lighting can be switched on and off by always switching off the light when the sensor is switched on, regardless of whether the lighting is activated or deactivated.
  • the power measurement can only be done in the main program and not in the boot parts. Only after a successful power measurement and sufficient power can the lighting be activated.
  • the lighting can be activated and deactivated by a user via an input device of the display or a remote control terminal.
  • the lighting In a delivery state of the display illumination, the lighting can either be activated or deactivated. If the power measurement detects too low a power, the lighting can be deactivated. If sufficient power is available again, the lighting can be reactivated. If a user tries to activate the lighting and it has previously been deactivated by the power measurement, a warning message can be displayed.
  • emergency lighting can be used.
  • Fig. 1 shows a block diagram of a lighting arrangement for a field device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a current corresponding to a measured value to be displayed is supplied to a measuring device which is in Fig. 1 not drawn, provided.
  • the blocks 102, 103, 104 and 105 symbolize an expansion or additional module for the measuring device for illuminating a display of the measuring device or field measuring device.
  • the reference numeral 102 denotes a field device power determination device. This field device power determination device monitors the power available via the measurement bus or secondary control loop 101. If the field device power determination device 102 determines that additional power is provided via the measurement loop 101, which is not required for the supply of the field device. And when the power is available for the operation of a display illumination device 104, the field device power determination device 102 forwards the excess power to the display illumination drive circuit 103.
  • the display lighting driver 103 can measure the power provided to it and determine whether the power to supply the lighting device 104 is sufficient. However, the display illumination driver 103 can also obtain information about the magnitude of the power via a signal of a power distribution device in the field device power determination device 102.
  • the display lighting driver 103 may determine whether to illuminate a field device display. This determination can be made by means of an input from a user respectively. Should sufficient power be available for the operation of the display illumination 104 or the illumination device 104 and display illumination be desired, then the display illumination activation device 103 can activate the illumination device 104.
  • the display illumination drive device 103 can draw a required power for the lighting device 104 from a power memory 105.
  • the display lighting control device 103 also decides by means of measurement whether sufficient power or energy is present in the power storage 105.
  • the display illuminator driver 103 may dissipate the excess power to the power memory 105 and store it for a later time. By measuring the existing power and determining whether the power is currently needed or to be set in a power memory 105, the display lighting driver 103 is able to perform power or energy management.
  • Fig. 2 shows a simplified block diagram for a field device with a lighting arrangement for a field device display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the Fig. 2 shows the measurement bus 101, which is designed as a 4 to 20 mA 2-wire HART® bus.
  • the power supply 201, power supply 201 or power supply 201 provides a voltage, for example 20V.
  • the microprocessor 203 regulates the line-side voltage drop 204 or the bus-side voltage drop 204 via the measuring current adaptation device 202 such that the current in the measuring loop 101 corresponds to a measured value measured by the measuring device 205 or field device 205 or sensor 205.
  • the measuring current adaptation device 202 In the measuring current adaptation device 202, a power dissipation takes place for current adaptation.
  • the measuring current adaptation device 202 has a transformer. By means of alternating direction of the direct current in the measuring loop 101, the current can be transmitted via the transformer of the measuring current adaptation device 202.
  • a constant voltage of 3 V 206 maintained. Adding additional consumers will destroy excess power.
  • the microprocessor 203 can determine the surplus available power and drive the Displaybeleuchtungsan Kunststoff 207 via the control line 208 and thus inform about the excess power available.
  • the display lighting driver 207 can determine the excess power and use it to drive an in-line power supply Fig. 2 Do not use the display light, not shown.
  • the length of the measuring bus loop 101 can be up to 4 km. In a digital HART® polling mode 4 mA are constantly provided in measuring loop 101. From the choice of the height of the voltage source 201, the excess power depends. For a HART® bus the minimum voltage of the power supply 201 is 15 V, for a Profibus the minimum voltage is 10 V.
  • Fig. 3 shows a rear view of a display with a lighting device in an unfolded state according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the housing 301 of the field device display has a round shape.
  • the display board 302 is adapted to the round shape of the display case 301 and has the four input devices 303 for inputting user information.
  • the board 302 has a connector plug 304, with which the display module, such as an LCD display, is connected to the board 302.
  • the display module such as an LCD display
  • the light generating device illuminates laterally the light distribution device 308.
  • the light distribution device distributes the light of the light generating device to the underside of the LCD display, which is also in Fig. 3 not drawn.
  • the light distribution device 308 thus comes to lie between the board of the drive board 302 and the LCD display.
  • Fig. 4 shows a measuring device with a display and an additional module for a lighting arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention in a disassembled state. It is the field device display 401 in a rear view with built-in Lighting device (in Fig. 4 not shown).
  • the field device display 401 has the housing 301 and the rear termination 402 of the display 401 has the signal connections 403.
  • the signal terminals 403 may contact the spring contacts 411.
  • the field device power determination device and the display illumination drive device are accommodated in the electronics module 408.
  • the display lighting is an additional function that can be accommodated in the additional module 406.
  • the additional module 406 is connected via not shown connecting lines to the electronics module 408, whereby, for example, a communication between the Displaybeleuchtungsan Kunststoff 207 and microprocessor 203 can take place.
  • the field device display 401 can be snapped onto the electronics insert 408 by means of a bayonet closure so that the contact surfaces 403 contact the spring contacts 411. As a result, an information transmission, for example via an information to be displayed, between the electronics module 408 and the display 401 done.
  • Fig. 5 shows a perspective view of a display carrier with a light distribution device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the Fig. 5 shows a part of the display 401.
  • the board 501 is arranged for processing the display information.
  • the light distribution device 503 is set up as a display carrier. In this case, the light distribution device is designed as a planar light guide.
  • the four input elements 303 are arranged on the board 501.
  • the housing receptacles 506 are used to attach the light distribution device 503 and not shown LCD display or display module.
  • the display is read in the display reading direction 502.
  • the light distribution device 503 is shown in the reading direction 502 above the board 501.
  • the light distribution device has recordings 504 facing in the direction parallel to the reading direction 502. These recordings 504 are set up to record an LCD display.
  • any other type of display module can be used, which is designed to convert electrical signals into displayable symbols. The control of the display module via the board 501.
  • the light distribution device 503 has the notch 505 on one side.
  • the notch 505 is adapted to receive an LED laterally illuminated in the light distribution device 503 and to couple the light generated by the LED into the light distribution device.
  • the light distributed by the notch 505 in the light distribution device 503 is distributed over the entire surface of the light distribution device 503 distributed out of the light distribution device 503, counter to the viewing direction 502. The light passes through the non-drawn LCD display.
  • Fig. 6 shows a perspective view of a display carrier with a light distribution device and a display module according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 corresponds to Fig. 5 , It's compared to Fig. 5 however, the LCD display or display module 601 is shown.
  • the shape of the light distribution device 503 is recognizably adapted to the shape of the display module 601.
  • the receptacles 504 include the display module 601 such that a secure hold of the display module 601 on the light distribution device 503 is ensured. As a result, slippage of the display module 601 on the light distribution device 503 can be prevented.
  • the receptacle 504 can also be designed as a snap holder.
  • Fig. 7 shows a perspective view of a display carrier according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the Fig. 7 shows the layered structure of the board 501 with the input devices 303, the light distribution device 503 and the display module 601.
  • the circuit board 501 is below the light distribution device 503 and the light distribution device 503 below the display module 601. This allows light from the light distribution device 503 Illuminate the display module 601 from behind as a backlight.
  • Fig. 8 shows a further perspective view of a display carrier with a light distribution device and a display module 601 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Fig. 8 shows the flex connector 801 is passed with the display information from the drive board 501 to the display module 601.
  • the display module 601 can only display information that is provided to it. The evaluation and the way in which the information is displayed is done by means of the electronics located on the board 501.
  • the circuit board 501 is thus the drive or drive circuit for the display module 601.
  • the light distribution device 503. Between the display module 601 and the driver board 501 is the light distribution device 503. In Fig. 8 Also visible is the notch 505 for laterally illuminating the light distribution device 503. By means of spacers 802, a distance of the light distribution device 503 from the board is ensured.
  • Fig. 9 shows a block diagram of a circuit arrangement for a field device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the sensor 901 or field devices 901 Of the sensor 901 or field devices 901, only the four lines 902, 903, 904 and 905 are shown.
  • Lines 902, 903, 904 and 905 form the lines of a serial bus.
  • the line 902 is used to transmit the supply voltage of 3 V, while the line 905 is the corresponding ground terminal.
  • the clock information is transmitted via the SCL (Serial Clock) line.
  • Existing data is transferred via line 904 SDA (Serial Data).
  • the lines 902, 903 and 904 each have an Ex-resistance 906. This Ex-resistance allows the operation of the circuit in a hazardous area.
  • Lines 902, 903, 904 and 905 lead to field device display 907.
  • the circuit shown in block 907 represents the drive circuit for LCD display module 601.
  • Lines 902, 903 and 904 also have Ex resistors 908 on display light driver side 907 on.
  • Line 904 transmits SDA (serial data) data to microprocessor 909.
  • Microprocessor 909 also receives clock information over line 903 in addition to the data on line 904.
  • microprocessor 909 is connected to the 3V DC voltage of line 902.
  • the microprocessor 909 provides the edited display information for the LCD display 601.
  • the microprocessor 909 is connected to the LCD display 601, wherein parallel to the LCD display 601 and the microprocessor 909, the capacitors 923 and 924 are switched.
  • the capacitance of the capacitor 923 is 1.3 ⁇ F
  • the capacitance of the capacitor 924 is 4.5 ⁇ F.
  • the supply voltage 902 is applied to a switch 912.
  • the switch 912 is part of the display lighting driver 913.
  • the switch 912 is switched via the line 914 by the microprocessor 909. This allows the microprocessor 909, which also has access to the current supply voltage 902 via line 915, to determine if sufficient power is available to operate the light generator 916. In the event that sufficient power is present, the microprocessor closes the switch 912 so that the supply voltage 902 reaches the display lighting driver 913. Via the step-up circuit 917, the voltage is increased from 3 V to approximately 4.5 V. Zener diodes 918 and 919 serve to limit a supply voltage to light generator 916.
  • the coil 920 is used for operation for the step-up circuit.
  • the capacitor 921 serves to suppress the circuit.
  • the coil 920 has an inductance of 10 ⁇ H, while the capacitor 921 has a capacitance of 4.7 ⁇ F.
  • the step-up circuit 917 achieves uniform illumination of the light-generating device 916 due to its voltage increase.
  • the resistor 922 is connected to the cathode LED 916 and limits the current through the light-generating device 916.
  • the power storage 105 and energy storage 105 is connected.
  • the Power memory 105 is realized as a capacitor of a capacitance of 1 ⁇ F and can thus buffer power surplus.
  • the light generating device 916 can also be supplied if sufficient power is not provided via line 902.
  • the display 907 Due to the increased power consumption, it comes to the Ex-resistors 908, 906 between sensor 901 and field device display 907 to losses.
  • the display 907 has therefore no more 3.0 V available, but about 0.25 V less. Since the display 907 has a quadruple voltage multiplier 917 or a step-up circuit 917, display 907 thus makes 3 V, 12 V.
  • the size of the Ex resistors 906 and 908 is 80 ⁇ .
  • Fig. 10 shows a sectional view through a field device display with a light distribution device with display housing according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the reading of the field device display 401 takes place in the reading direction 502.
  • the display module 601, in particular the LCD display 601 is irradiated in the direction 1002 by light from the light distribution device 503 against the reading direction 502.
  • the light distribution device 503 is located between the display module 601 and the drive board 501.
  • the distance between the light distribution device 503 and the circuit board 501 is selected such that the components 1001 of the circuit board 501 can fit between the circuit board 501 and the light distribution device 503.
  • the display case 301 encapsulates the display module 601, the light distribution device 503, and the circuit board 501, so that the field device display 401 forms a compact unit 401 and a compact module 401, respectively.
  • the housing 301 is made transparent or absent to ensure readability.
  • Fig. 11 shows a sectional view through a field device display with a light distribution device and a heater.
  • the Fig. 11 shows the heater 1101, which is similar to the arrangement of the light distribution device 503 seen in the viewing direction 502 and reading direction 502 behind the LCD module 501 and thus disposed behind the light distribution device 503.
  • the heating device 1101 can represent a further additional function to the display illumination device 503 and serve to heat the display module 601. By heating the display module 601, it is possible for crystals located in the display module 601 to move faster, thus allowing a faster display.
  • Fig. 12 shows a flowchart of a method for illuminating a field device display according to an embodiment of the present invention.
  • the method starts in step S1 with a deactivated illumination, ie that the light generating device is switched off.
  • step S2 a query is made as to whether the lighting is to be activated. If the lighting is not to be activated, the lighting arrangement remains in the deactivated state. Should lighting be desired, a check is made in step S3 as to whether sufficient power is available for lighting.
  • step S4 If there is insufficient power for lighting, then a message is displayed in step S4 on the display that the lighting can not be activated. If sufficient power is available, the lighting is activated in step S5, as a result of which the display is illuminated.
  • step S6 a continuous check is made at step S6 as to whether the power available is sufficient to illuminate the display. As long as sufficient power is available, it will remain in the activated state.
  • step S7 If the power is no longer sufficient for lighting, deactivation of the lighting takes place in step S7. The deactivation of the lighting can also be achieved after expiration of a timer. Finally, the lighting is again in the deactivated state in step S8.
  • Fig. 13 shows a state diagram, in particular a menu structure for a method for illuminating a field device display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • one of the input devices 303 is set as an OK button and another as an ESC button.
  • state 1301 the lighting is activated and the message "change now?" Appears. in the menu on the display.
  • the menu item 1302 checks whether the lighting should actually be deactivated. If the ESC key is pressed in state 1302, the system returns to state 1301. If the request is confirmed in state 1302 with the OK key, a jump to the state 1303, in which the lighting is deactivated.
  • the display shows "deactivated” and "change now?".
  • the state 1305 when the OK button is pressed, a check is made as to whether there is enough power for lighting operation. If there is sufficient power, the active state 1301 is jumped and if there is not enough power, a jump to state 1306 occurs. In the state 1306, the display "Note: lighting can not be activated, sufficient power available" appears on the display and after a timer expires, the state 1303 is returned to the state 1303.

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Abstract

Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplaymodul, aufweisend eine Lichterzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Licht, eine Lichtverteilungseinrichtung zum räumlichen Verteilen des Lichtes, wobei die Form der Lichtverteilungseinrichtung an die Form einer Rückseite eines Feldgerätedisplaymoduls angepasst ist, wobei die Lichterzeugungseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtverteilungseinrichtung zu beleuchtet und wobei die Lichtverteilungseinrichtung eingerichtet ist, Licht gleichmäßig über das Feldgerätedisplaymodul zu verteilen.

Description

    Verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Patentanmeldung Nr. 60/754,471 , eingereicht am 27. Dezember 2005 und der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2005 062 419.7 , eingereicht am 27. Dezember 2005, deren Inhalte hierin durch Referenz inkorporiert werden.
    • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Schaltkreis-Anordnung für ein Feldgerät, eine Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplaymodul, eine Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay, ein computerlesbares Medium mit einem Programm zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay und ein Programmelement mit einem Programm zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Oftmals weisen Anzeigeeinrichtungen bzw. Displays zum Ablesen von Messwerten eines Feldgeräts, Sensors oder Messgerätes einen geringen Kontrast zu der Umgebung auf. Dadurch werden die Displays, insbesondere die Anzeige, gerade bei schlechten Lichtverhältnissen schwer ablesbar. Die Anzeigen müssen oftmals an Orten montiert werden, an denen wenig Licht zur Verfügung steht, ein Ablesen der Anzeige wird dabei oft schwierig und unkomfortabel.
  • Da Messgeräte oftmals an entfernten Orten eingesetzt werden, an denen keine Energieversorgung zur Verfügung steht, bereitet eine Energieversorgung von Anzeigen für Messgeräte Schwierigkeiten.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Feldgerät effizienter zu betreiben. Demgemäß wird eine Schaltkreis-Anordnung für ein Feldgerät, eine Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay, eine Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay, ein computerlesbares Medium mit einem Programm zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplaymodul und ein Programmelement mit einem Programm zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay geschaffen.
  • Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der Leuchteinrichtung angegeben. Diese Ausführungsbeispiele sollen auch für die Beleuchtungsanordnung gelten.
  • Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Leuchteinrichtung zum Einsatz mit einem abnehmbaren Feldgerätedisplaymodul eingerichtet. Beispielsweise kann die Leuchteinrichtung mit dem Displaymodul von einem Feldgerätegehäuse abgenommen werden.
  • Gemäß einem weitem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Leuchteinrichtung zum Betrieb mit einem Feldgerät ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Radar-Feldgerät, einem TDR-Feldgerät, einem Ultraschall-Feldgerät, einem Kapazitiv-Feldgerät und einem Grenzstand-Feldgerät eingerichtet.
  • Ein Kapazitiv-Feldgerät kann Messwerte über die Bestimmung einer bei einer Messung veränderten Kapazität ermitteln. Ein TDR-Feldgerät (Time Domain Reflectometry) ermittelt Messwerte mit der Hilfe von Reflexionen. Dabei kann es sich um ein Verfahren zur Ermittlung und Analyse von Lauflängen und Reflektionscharakteristika von elektromagnetischen Wellen und Signalen handeln.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Lichtverteilungseinrichtung eine Haltevorrichtung für das Feldgerätedisplaymodul auf. Mittels der Haltevorrichtung kann das Displaymodul auf der Leuchteinrichtung, insbesondere der Lichtverteilungseinrichtung, positioniert werden und in einer bestimmten Position gehalten werden. Dadurch kann eine gleichmäßige Lichtverteilung über die Fläche des Displaymoduls erzielt werden. Außerdem kann ein Verrutschen des Displaymoduls gegenüber der Lichtverteilungseinrichtung verhindert werden.
  • Ein Feldgerätedisplay, welches auch abnehmbar sein kann, kann mehrere Bauteile aufweisen. Beispielsweise kann ein Feldgerätedisplay ein Feldgerätedisplaygehäuse, eine Ansteuerplatine und ein Feldgerätedisplaymodul umfassen. Die Ansteuerplatine bereitet Signale derart auf, dass die gewünschten Informationen auf dem Feldgerätedisplay erscheinen. Dazu steuert die Ansteuerplatine beispielsweise einzelne Bildpunkte des Displaymoduls an. Mittels einer Halteeinrichtung kann ein Verrutschen der Bauteile gegeneinander vermieden werden.
  • Bei einem Feldgerätedisplay kann es sich um ein Matrixdisplaymodul, ein TFT-Display, ein Graustufen-Display, ein farbiges Display, ein OLED, ein PLED oder ein LCD-Displaymodul handeln. Die Begriffe Feldgerätedisplaymodul, Displaymodul, LCD Display, LED-Displaymodul oder LC-Displaymodul gleichberechtigt benutzt.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchteinrichtung angegeben, bei der die Lichtverteilungseinrichtung in einer Blickrichtung auf das Displaymodul gesehen, hinter dem Displaymodul anbringbar ist. Das Anbringen kann beispielsweise mittels Aufklebens erfolgen. Durch das Aufkleben kann der Halt der Lichtverteilungseinrichtung auf oder hinter dem Display verrutschsicher sichergestellt werden.
  • Gemäß noch einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchteinrichtung mit einer Lichtverteilungseinrichtung angegeben, wobei die Lichtverteilungseinrichtung mit Prismen besetzt ist. Mittels der Prismen, die wie Linsen wirken, kann das Licht, das auf das Displaymodul verteilt wird, auf bestimmte Bereiche konzentriert werden. Dadurch kann ein deutlicheres Ablesen der Anzeige des Displaymoduls erreicht werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchteinrichtung angegeben, wobei die Lichterzeugungseinrichtung eine LED (Light Emitting Diode) ist. Bei einer LED kann es sich um ein Bauteil zur elektrooptischen Wandlung handeln, bei dem ein Strom in ein Lichtsignal einer bestimmten Wellenlänge gewandelt wird. Eine LED kann eine geringe Leistungsaufnahme aber eine hohe Lichtausbeute aufweisen. Es kann auch eine Mehrzahl von LEDs eingesetzt werden. Dabei kann die mögliche Anzahl an verwendbaren LEDs von der von jeder einzelnen LED benötigten Leistung abhängen. Es kann beispielsweise ein LED Array gebildet werden.
  • Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die LED derart eingerichtet, weißes Licht bereitzustellen. Weißes Licht kann sämtliche Spektralfarben enthalten und kann deshalb ein gutes Ablesen eines Displays, insbesondere eines farbigen bzw. farbig darstellenden Displays, ermöglichen. Eine weiße LED kann eine Helligkeitsklasse aufweisen, die sich von minimal 360 mcd bis max. 1000 mcd (mcd = Millicandela) bei 20 mA erstreckt. Eine weiße LED kann auch der Klasse T entstammen, wobei sich die Helligkeitsklasse T von 720 mcd bis 1000 mcd erstreckt. Eine ausreichende Helligkeit kann auch mittels einer LED der Helligkeitsklasse S im Bereich von 500 mcd bis 720 mcd erreicht werden. Es sind auch LEDs der Klasse R von 360 mcd bis 500 mcd einsetzbar. Aber auch LEDs mit einer Leuchtkraft von über 1000 mcd können eingesetzt werden.
  • Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Lichtverteilungseinrichtung eine halbreflektierende Folie. Mit einer halbreflektierenden Folie wird einfallendes Licht derart umgelenkt, dass es zur Hintergrundbeleuchtung des Displays dienen kann.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltkreis-Anordnung für ein Feldgerät angegeben. Die Schaltkreisanordnung weist eine Leistungsmesseinrichtung auf, die zum Bestimmen einer in einem Feldgerät vorhandenen Leistung eingerichtet ist. Außerdem weist die Schaltkreis-Anordnung eine Leistungsverteilungseinrichtung auf, wobei die Leistungsverteilungseinrichtung eingerichtet ist zum Bestimmen, ob überschüssige Leistung in dem Feldgerät für den Betrieb einer Displaybeleuchtung vorhanden ist. Außerdem ist die Leistungsverteilungseinrichtung eingerichtet die überschüssige Leistung an eine Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung weiterzuleiten.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplaymodul angegeben. Die Leuchteinrichtung weist eine Lichtverteilungseinrichtung, insbesondere einen Lichtleiter und eine Lichterzeugungseinrichtung, auf. Die Lichtverteilungseinrichtung ist zum räumlichen Verteilen des Lichtes eingerichtet. Die Form der Lichtverteilungseinrichtung ist an eine Rückseite des Feldgerätedisplaymoduls angepasst, wobei die Lichtverteilungseinrichtung beleuchtbar ist. Die Lichtverteilungseinrichtung ist eingerichtet, um einfallendes Licht gleichmäßig über das Feldgerätedisplaymodul zu verteilen. Die Lichtverteilungseinrichtung ist mittels der Leuchteinrichtung beleuchtbar.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay angegeben. Die Beleuchtungsanordnung umfasst eine Schaltungs-Anordnung mit den oben genannten Merkmalen und eine Leuchteinrichtung. Die Schaltungs-Anordnung ist mit der Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung gekoppelt und die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung ist wiederum mit der Leuchteinrichtung, insbesondere mit der Lichterzeugungseinrichtung der Leuchteinrichtung, gekoppelt.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ansteuern einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay angegeben, wobei das Verfahren aufweist das Messen einer vorhandenen überschüssigen Leistung, das Bestimmen, ob die vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist und anschließendes Ansteuern der Leuchteinrichtung, insbesondere einer Lichterzeugungseinrichtung einer Leuchteinrichtung, zum Betreiben der Leuchteinrichtung mit der vorhandenen überschüssigen Leistung, wenn bestimmt worden ist, dass die vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist.
  • Gemäß noch einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein computerlesbares Medium bereitgestellt, in dem ein Computerprogramm zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay gespeichert ist, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, aufweist Messen einer vorhandenen überschüssige Leistung, danach Bestimmen, ob die vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist und schließlich Ansteuern einer Leuchteinrichtung, insbesondere einer Lichterzeugungseinrichtung, zum Betreiben der Leuchteinrichtung mit der vorhandenen überschüssigen Leistung, wenn bestimmt worden ist, dass die vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist.
  • Gemäß einem noch anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Programmelement zur Ansteuerung einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay angegeben, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, aufweist Messen einer vorhandenen überschüssige Leistung, danach Bestimmen, ob die vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist und schließlich Ansteuern einer Leuchteinrichtung, insbesondere einer Lichterzeugungseinrichtung, zum Betreiben der Leuchteinrichtung mit der vorhandenen überschüssigen Leistung, wenn bestimmt worden ist, dass die vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist.
  • Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein energiesparender Betrieb einer Feldgerätedisplaybeleuchtung ermöglicht werden.
  • Zum Einstellen und zur Weitergabe eines Messwertes an eine Steuerwarte kann eine externe Spannungsquelle eines externen Stromkreises mittels einer Lastanpassung derart in einen Strom gewandelt werden, dass der Strom in der externen Stromschleife einem Messwert entspricht. Bei einem 4 bis 20 mA Messsystem kann ein Messwert eines Feldgerätes, Messgerätes oder Sensors von einer Steuereinrichtung, beispielsweise einem Mikroprozessor, derart angepasst werden, dass der Strom in einem Bereich von 4 bis 20 mA variiert. Dabei könnte beispielsweise bei einer Füllstandsmessung der Stromwert von 4 mA einem niedrigsten Füllstandslevel und der Stromwert von 20 mA einem höchsten Füllstandslevel entsprechen.
  • Die Variation des Stromes kann, da die externe Spannungsquelle einen konstanten Wert aufweisen kann, mittels der Anpassung von Verbraucherwiderständen erfolgen. Dabei kann gezielt Leistung an einem Widerstand verbraucht werden, um einen dem Füllstandswert entsprechenden Strom zu erzwingen.
  • Abhängig von dem anzuzeigenden Strom kann somit mehr oder weniger Leistung in einem Feldgerät zur Vernichtung anfallen. Dieser Leistungsüberschuss kann im Feldgerät einerseits dazu verwendet werden, das Feldgerät, insbesondere die in dem Feldgerät befindlichen Elektronikbaugruppen, mit Leistung zu versorgen. Es kann jedoch auch vorkommen, dass mehr als für die Versorgung der internen Funktion benötigte Leistung zur Verfügung steht, die dann künstlich verbraucht werden müsste.
  • Der bei einem aktuellen Messwert vorhandene Leistungsvorrat kann mittels einer Leistungsmesseinrichtung bestimmt werden und im Falle einer überschüssigen Leistung kann diese Leistung für die Versorgung von Zusatzfunktionen verwendet werden. Dazu kann die überschüssige Leistung mittels einer Leistungsverteilungseinrichtung quantifiziert werden und im Falle eines ausreichenden Überschusses einer Zusatzbaugruppe übergeben werden. Bei einer solchen Zusatzbaugruppe kann es sich um eine Displaybeleuchtung handeln, die die überschüssige Leistung für eine Displaybeleuchtung nutzen kann.
  • Die überschüssige Leistung kann einer Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die ihrerseits feststellen kann, ob die bereitgestellte Leistung für die anzusteuernde Leuchteinrichtung ausreichend ist. Stellt die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung fest, dass ihr von der Leistungsverteilungseinrichtung ausreichend Leistung zur Verfügung gestellt wird, kann sie diese Leistung an eine Leuchteinrichtung weitergeben, wodurch die Leuchteinrichtung die Leistung in Licht wandeln kann und das Display beleuchten kann.
  • Zur gezielten Beleuchtung des Displays kann die Leuchteinrichtung eine Lichtverteilungseinrichtung, insbesondere einen Lichtleiter, aufweisen, wobei die Form der Lichtverteilungseinrichtung bzw. des Lichtleiters an die Form des Displays angepasst ist. Die Lichtverteilungseinrichtung kann in einer Ableserichtung gesehen hinter dem Feldgerätedisplay angebracht sein und von hinten das Display, insbesondere die Ablesewerte, beleuchten. Dadurch können die dargestellten Werte bzw. Symbole hervortreten. Die an das Feldgerätedisplay angepasste Form kann für eine gleichmäßige Lichtverteilung über das Display sorgen. Die Leuchteinrichtung kann eine Lichterzeugungseinrichtung aufweisen, der beispielsweise elektrischen Strom in Licht wandeln kann. Das von der Lichterzeugungseinrichtung erzeugte Licht kann mittels der Lichtverteilungseinrichtung über das Display verteilt werden.
  • Die Lichterzeugungseinrichtung kann sich seitlich von der Lichtverteilungseinrichtung befinden. In anderen Worten bedeutet das, dass die Lichterzeugungseinrichtung in einem Winkel, beispielsweise 90°, von einer Blickrichtung auf das Display gesehen angeordnet sein kann. Von dieser seitlichen Position kann die Lichterzeugungseinrichtung Licht in die Lichtverteilungseinrichtung einspeisen. D. h. das Licht kann sich zunächst parallel zu dem Feldgerätedisplay innerhalb der Lichtverteilungseinrichtung verteilen, um dann um 90° gedreht, entgegen der Blickrichtung auf das Display, das Display zu beleuchten. Dazu ist die Lichtverteilungseinrichtung derart eingerichtet, dass sie den Strahlengang des Lichts, vor dem Beleuchten in der Ausbreitungsrichtung dreht.
  • Um eine Drehung des Lichtes zu vermeiden kann die Lichterzeugungseinrichtung in einer Ableserichtung des Display gesehen hinter dem Display angeordnet sein. Die Lichtverteilungseinrichtung verteilt beim Beleuchten das von hinten eingestrahlte Licht gleichmäßig, so dass eine homogene Ausleuchtung der Anzeige erfolgen kann.
  • Es ist auch möglich, dass die Lichtverteilungseinrichtung ein Auflicht auf die Vorderseite des Displays erzeugt und dadurch die Ablesung von Symbolen auf dem Display erleichtert.
  • Im Folgenden werden weitere exemplarische Ausführungsbeispiele der Schaltkreis-Anordnung für ein Feldgerät beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele gelten ebenfalls für die Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay, für das Verfahren zum Ansteuern einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay, für das computerlesbare Medium, in dem das Computerprogramm zum Ansteuern einer Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplay gespeichert ist und für das Programmelement zum Ansteuern einer Leuchteinrichtung für das Feldgerätedisplay.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Schaltkreis-Anordnung eingerichtet eine für das Feldgerät überschüssige Leistung weiterzuleiten. Diese überschüssige Leistung kann aus der Leistungsversorgung eines HART® 2-Leiterfeldgerät, eines HART® 4-Leiterfeldgerät, einem 4 bis 20 mA Feldgerät, einem Profibus-Feldgerät oder einem Fieldbusfoundation-Feldgerät stammen. Die Leistung kann dabei über die Messwertsignalleitung bezogen werden. Somit kann vermieden werden, dass eine zusätzliche Leitung für eine Feldgerätedisplayversorgung bereitzustellen ist. Es kann die Anzahl der Leitungen zu dem Feldgerät reduziert werden, wodurch Leitungen eingespart werden können. Übliche Leitungslängen für Feldgerätezuleitungen können im Bereich von 10 m bis 100 m, 100 m bis 800 m oder beispielsweise 500 m bis 3000 m aufweisen können.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltkreis-Anordnung bereitgestellt, wobei die Leistungsverteilungseinrichtung eine Ex-Schutzeinrichtung aufweist. Diese Ex-Schutzeinrichtung kann in der Verwendung von Widerständen zur Strombegrenzung liegen. Der Einbau einer Ex-Schutzeinrichtung erlaubt es, die Schaltkreis-Anordnung in einem Ex-Bereich einzusetzen. Ein Ex-Bereich ist ein örtlicher Bereich, in dessen Einzugsgebiet besondere Vorkehrungen zu treffen sind, um Explosionen zu vermeiden. Ex-Bereiche sind in verschiedene Schutzklassen eingeteilt und mittels der Verwendung von Widerständen kann die Schaltkreis-Anordnung derart angepasst werden, dass sie zur Verwendung in einem Ex-Bereich eingerichtet ist.
  • Gemäß noch einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltkreis-Anordnung angegeben, wobei die Leistungsverteilungseinrichtung weiter eingerichtet ist, die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung zu aktivieren.
  • Es kann folglich eine Kommunikation zwischen der Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung und der Schaltkreis-Anordnung stattfinden und somit das Vorhandensein einer ausreichenden Leistung direkt an die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung weitergegeben werden.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltkreis-Anordnung bereitgestellt, die eine Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung aufweist. Die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung bestimmt, ob eine vorhandene oder bereitgestellte oder vorhandene überschüssige Leistung für die Beleuchtung ausreichend ist und steuert eine Leuchteinrichtung an, wenn ausreichend viel Leistung vorhanden ist.
  • So kann ermittelt werden, ob ausreichend Leistung vorhanden ist um die Leuchteinrichtung zu betreiben. Sollten andere Funktionen mit einer höheren Priorität vorhanden sein, kann verhindert werden, dass aufgrund der Displaybeleuchtung eine Funktionen mit einer höheren Priorität ausfällt. Wenn nicht ausreichend viel Leistung vorhanden ist, kann es zu Ausfällen von unterversorgten Funktionen kommen.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung weiter eine Konstantstromquelle und/oder eine PWM-Ansteuereinrichtung (Pulsweiten Modulation) auf.
  • Mittels der Konstantstromquelle kann eine gleichmäßige Beleuchtung des Displays erreicht werden. Ein Flackern durch eine wechselnde Leistungsversorgung kann somit im Wesentlichen vermieden werden. Mittels einer sog. Step Up-Einrichtung kann beispielsweise die Spannung für eine Leuchteinrichtung erhöht werden, um ein Flackern der Beleuchtung zu vermeiden.
  • Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung weiter eine Beleuchtungswahleinrichtung auf, wobei die Beleuchtungswahleinrichtung zum Erkennen ob eine Beleuchtung erfolgen soll, eingerichtet ist. Es kann sich dabei um einen Schalter handeln, der es einem Anwender erlaubt, die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung zu beleuchten.
  • Die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung ist weiter derart eingerichtet, so dass sie die Leuchteinrichtung nur ansteuert, wenn ausreichend Leistung vorhanden ist und wenn sie mittels der Beleuchtungswahleinrichtung erkennt, dass eine Anzeige erfolgen soll.
  • Mittels der Beleuchtungswahleinrichtung kann eine Displaybeleuchtung nur dann eingeschalten werden, wenn das Display abgelesen werden soll. In der übrigen Zeit kann die Leistung entweder zwischengespeichert werden oder anderen Zusatzkomponenten zur Verfügung gestellt werden.
  • Gemäß noch einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltkreis-Anordnung angegeben, wobei die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung zusätzlich einen Leistungsspeicher umfasst. Der Leistungsspeicher ist derart eingerichtet, dass überschüssige Leistung oder Energie gespeichert wird.
  • Bei dem Leistungsspeicher kann es sich beispielsweise um einen Kondensator mit einer großen Kapazität, beispielsweise 1000 µF, mit einer Kapazität aus dem Bereich von 100 µF bis 500 µF oder aus dem Bereich von 1 µF bis 100 µF, handeln. Dieser Kondensator kann wie ein Akkumulator verwendet werden und kann während einer Zeit, in der eine überschüssige Leistung vorhanden ist, aufgeladen werden, um die zunächst überschüssige Leistung zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung zu stellen. Wenn ein hoher Messwert auf der Messleitung übertragen wird, kann von dem Feldgerät ein hoher Leistungsverbrauch gefordert werden, um die Leistung zu vernichten. Statt die Leistung zu vernichten kann die Leistung in der Leistungsspeichereinrichtung zugeführt werden.
  • Auch die Zeit, in der mittels der Beleuchtungswahleinrichtung das Display, insbesondere die Displaybeleuchtung ausgeschalten ist, kann genutzt werden, um überschüssige Leistung zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt abzurufen.
  • Gemäß einem noch anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltkreis-Anordnung angegeben, wobei die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung, eine Ex-Schutzeinrichtung aufweist. Mittels der Ex-Schutzeinrichtung, beispielsweise mittels Widerständen, kann die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung an Ex-Schutzanforderungen angepasst werden.
  • Im Folgenden wird ein exemplarischer Aspekt der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich um einen Erweiterungsbausatz für ein Feldgerät, insbesondere für ein Feldgerätedisplay bzw. Displaymodul eines Feldgeräts, handeln. Dazu kann eine einzige weiße LED das Display beleuchten. Die LED kann seitlich in einen Lichtleiter einstrahlen, wobei der Lichtleiter das Licht gleichmäßig über das Display verteilt. Der Lichtleiter kann zu einer ausreichenden Lichtverteilung eine Dicke von ca. 2 mm aufweisen. Die Dicke kann jedoch auch im Bereich von 2 mm bis 8 mm liegen.
  • Das LCD-Display kann an einer Trägerplatine festgelötet sein. Dadurch kann Platz für die zusätzliche Lichtverteilungseinrichtung geschaffen werden. Das Verfahren zum Betrieb des Displays kann derart angepasst werden, so dass die Leuchteinrichtung abgeschalten werden kann.
  • Auch das Verfahren zum Betrieb eines vorhandenen Feldgeräts, Messgeräts oder Sensors kann angepasst werden, um den Betrieb der Beleuchtung einzuführen. Der Sensor kann die ihm zur Verfügung stehende Leistung bestimmen und daraus bestimmen, ob die Displaybeleuchtung, insbesondere die Leuchteinrichtung, ein- oder ausgeschalten wird. Die Bestimmung, ob genügend Leistung vorhanden ist, kann mittels der Messung einer Versorgungsspannung erfolgen. Durch den erhöhten Stromverbrauch kann es an Ex-Widerständen zwischen einem Sensor und einem Feldgerätedisplay kommen. An den Ex-Widerständen können beispielsweise 0,25 V abfallen.
  • Das Feldgerätedisplay kann einen 4-Fach-Spannungsvervielfacher aufweisen, der beispielsweise aus einer Spannung von 3 V eine Spannung von 12 V macht. Die Leuchteinrichtung kann mit Hilfe einer Konstantstromquelle und/oder mit einer PWM-Ansteuerung betrieben werden. Ein Strom durch die Leuchteinrichtung, insbesondere die Lichterzeugungseinrichtung und weiter insbesondere durch die LED kann im Bereich von 1 mA bis 1,5 mA liegen. Die Leistungsaufnahme einer Beleuchtungsanordnung kann 5 mW betragen. Durch die Abfuhr von Leistung kann einem Prozessor des Feldgeräts weniger Energie zur Verfügung stehen, wodurch die Durchlaufzeit oder Signalverarbeitungszeit reduziert werden kann.
  • Das Ein- und Ausschalten einer Beleuchtung kann erfolgen, indem die Beleuchtung beim Einschalten des Sensors immer aus ist, egal ob die Beleuchtung aktiviert oder deaktiviert ist. Die Leistungsmessung kann erst im Hauptprogramm und nicht in den Bootteilen erfolgen. Erst nach einer erfolgten Leistungsmessung und ausreichend Leistung kann die Beleuchtung aktiviert werden. Die Beleuchtung kann von einem Anwender über eine Eingabevorrichtung des Displays oder ein entferntes Bedienterminal aktiviert und deaktiviert werden.
  • In einem Auslieferzustand der Displaybeleuchtung kann die Beleuchtung entweder aktiviert oder deaktiviert sein. Wenn die Leistungsmessung eine zu geringe Leistung feststellt, kann die Beleuchtung deaktiviert werden. Ist dann wieder ausreichend Leistung verfügbar, kann die Beleuchtung wieder aktiviert werden. Wenn ein Anwender versucht, die Beleuchtung zu aktivieren und diese vorher durch die Leistungsmessung deaktiviert wurde, kann ein Warnhinweis eingeblendet werden.
  • In einem Low-Power-Mode kann eine Notbeleuchtung erfolgen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Figuren beschrieben:
    • Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild für ein Feldgerät mit einer Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 3 zeigt eine Rückansicht eines Feldgerätedisplays mit einer Leuchteinrichtung in einem ausgeklappten Zustand gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Messgeräts mit Display und Zusatzmodul für eine Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem zerlegten Zustand.
    • Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einem Feldgerätedisplay gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 7 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einem Displaymodul gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 8 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einem Displaymodul gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltkreis-Anordnung für ein Feldgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 10 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Feldgerätedisplay mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einem Displaygehäuse gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 11 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Feldgerätedisplay mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einer Heizeinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 12 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Beleuchten eines Feldgerätedisplays gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Fig. 13 zeigt ein Zustandsdiagramm für ein Verfahren zum Beleuchten eines Feldgerätedisplays gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
  • Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. In der folgenden Beschreibung der Fig. 1 bis Fig. 13 werden die gleichen Bezugsziffern für gleiche oder sich entsprechende Elemente verwendet.
  • Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Über den Messbus 101wird ein Strom entsprechend einem anzuzeigenden Messwert einem Messgerät, das in Fig. 1 nicht gezeichnet ist, zur Verfügung gestellt. Die Blöcke 102, 103, 104 und 105 symbolisieren ein Erweiterungs- oder Zusatzmodul für das Messgerät zur Beleuchtung eines Displays des Messgerätes oder Feldmessgerätes.
  • Im Folgenden soll auf die Funktion der einzelnen Blöcke eingegangen werden. Mit der Bezugsziffer 102 ist eine Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung gekennzeichnet. Diese Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung überwacht die über den Messbus bzw. Sekundäre-Kontrollschleife 101 zur Verfügung stehende Leistung. Wenn die Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung 102 feststellt, dass über die Messschleife 101 zusätzliche Leistung bereitgestellt wird, die nicht für die Versorgung des Feldgeräts benötigt wird. Und wenn die Leistung für den Betrieb einer Displaybeleuchtungseinrichtung 104 bzw. einer Leuchteinrichtung 104 verfügbar ist, leitet die Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung 102 die überschüssige Leistung an die Displaybeleuchtungsansteuerschaltung 103 weiter. Die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 kann die ihr zur Verfügung gestellte Leistung messen und feststellen, ob die Leistung zur Versorgung der Leuchteinrichtung 104 ausreichend ist. Die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 kann aber auch über ein Signal einer Leistungsverteilungseinrichtung in der Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung 102, Information über die Höhe der Leistung erhalten.
  • Die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 kann feststellen, ob ein Feldgerätedisplay beleuchtet werden soll. Diese Feststellung kann mittels einer Eingabe von einem Anwender erfolgen. Sollte ausreichend Leistung für den Betrieb der Displaybeleuchtung 104 oder die Beleuchtungseinrichtung 104 vorhanden sein und eine Displaybeleuchtung gewünscht sein, so kann die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 die Leuchteinrichtung 104 aktivieren.
  • Auch wenn nicht ausreichend Leistung von der Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung 102 bereitgestellt wird, kann die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 eine benötigte Leistung für die Leuchteinrichtung 104 einem Leistungsspeicher 105 entnehmen. Dazu entscheidet die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 ebenfalls mittels Messung, ob in dem Leistungsspeicher 105 ausreichend Leistung bzw. Energie vorhanden ist.
  • Sollte ausreichend Leistung von der Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung 102 zur Verfügung gestellt werden, aber momentan keine Anzeige bzw. Beleuchtung eines Displays gefordert sein, kann die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 die überschüssige Leistung an den Leistungsspeicher 105 abführen und so für einen späteren Zeitpunkt speichern. Durch das Messen der vorhandenen Leistung und dem Bestimmen, ob die Leistung momentan benötigt wird bzw. in einen Leistungsspeicher 105 einzustellen ist, ist es der Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 103 möglich, ein Leistungs- oder Energiemanagement durchzuführen.
  • Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild für ein Feldgerät mit einer Beleuchtungsanordnung für ein Feldgerätedisplay gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 2 zeigt den Messbus 101, der als 4 bis 20 mA 2-Draht HART® Bus ausgeführt ist. Die Leistungsversorgung 201, Spannungsversorgung 201 oder Stromversorgung 201 stellt eine Spannung, beispielsweise 20 V zur Verfügung. Der Mikroprozessor 203 regelt dabei über die Messstromanpassungseinrichtung 202 den netzseitigen Spannungsabfall 204 bzw. den busseitigen Spannungsabfall 204 derart, dass der Strom in der Messschleife 101 einem von dem Messgerät 205 bzw. Feldgerät 205 oder Sensor 205 gemessenen Messwert entspricht.
  • In der Messstromanpassungseinrichtung 202 findet zur Stromanpassung eine Leistungsvernichtung statt. Die Messstromanpassungseinrichtung 202 weist einen Übertrager auf. Mittels Wechselrichtung des Gleichstroms in der Messschleife 101 kann der Strom über den Übertrager der Messstromanpassungseinrichtung 202 übertragen werden. Auf der Feldgeräteseite der Messstromanpassungseinrichtung 202 wird eine konstante Spannung von 3 V 206 aufrechterhalten. Durch das Zuschalten von zusätzlichen Verbrauchern wird überschüssige Leistung vernichtet.
  • Der Mikroprozessor 203 kann die überschüssig zur Verfügung stehende Leistung bestimmen und die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 207 über die Ansteuerleitung 208 ansteuern und somit über die zuviel vorhandene Leistung informieren. Die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 207 kann ihrerseits die überschüssige Leistung bestimmen und für die Ansteuerung einer in Fig. 2 nicht gezeigten Displaybeleuchtung verwenden.
  • Die Länge der Messbusschleife 101 kann bis zu 4 km betragen. Bei einem digitalen HART® Pollingmode werden in der Messschleife 101 konstant 4 mA bereitgestellt. Von der Wahl der Höhe der Spannungsquelle 201 ist die überschüssige Leistung abhängig. Für einen HART® Bus beträgt die Mindestspannung der Spannungsversorgung 201 15 V, für einen Profibus beträgt die Mindestspannung 10 V.
  • Fig. 3 zeigt eine Rückansicht eines Displays mit einer Leuchteinrichtung in einem aufgeklappten Zustand gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 301 des Feldgerätedisplays weist eine runde Form auf. Die Displayplatine 302 ist an die runde Form des Displaygehäuses 301 angepasst und weist die vier Eingabeeinrichtungen 303 für die Eingabe von Anwenderinformationen auf.
  • Außerdem weist die Platine 302 einen Anschlussstecker 304 auf, mit dem das Displaymodul, beispielsweise ein LCD-Display, an der Platine 302 angeschlossen ist.
  • Die Lichterzeugungseinrichtung beleuchtet seitlich die Lichtverteilungseinrichtung 308. Die Lichtverteilungseinrichtung verteilt das Licht der Lichterzeugungseinrichtung auf die Unterseite des LCD-Displays, das ebenfalls in Fig. 3 nicht gezeichnet ist. Die Lichtverteilungseinrichtung 308 kommt somit zwischen der Platine der Ansteuerplatine 302 und dem LCD-Display zu liegen.
  • Fig. 4 zeigt ein Messgerät mit einem Display und einem Zusatzmodul für eine Beleuchtungsanordnung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem zerlegten Zustand. Es ist das Feldgerätedisplay 401 in einer Rückansicht mit eingebauter Leuchteinrichtung (in Fig. 4 nicht zu sehen) gezeigt. Das Feldgerätedisplay 401 weist das Gehäuse 301 auf und der rückwärtige Abschluss 402 des Displays 401 weist die Signalanschlüsse 403 auf. Die Signalanschlüsse 403 können die Federkontakte 411 kontaktieren. Die Leistung für die Beleuchtung, insbesondere für die Leuchteinrichtung, wird wie die Signale für das Display über die in Fig. 4 zu sehenden Kontakte 403 gewonnen.
  • Die Feldgeräteleistungsbestimmungseinrichtung und die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung sind im Elektronikeinsatz 408 untergebracht.
  • In dem Messgeräteeinsatz 408 sind die sensortypischen Funktionen realisiert. Die Displaybeleuchtung stellt eine Zusatzfunktion dar, die in dem zusätzlichen Modul 406 untergebracht werden kann. Das Zusatzmodul 406 ist über nicht gezeichnete Anschlussleitungen mit dem Elektronikeinsatz 408 verbunden, wodurch beispielsweise eine Kommunikation zwischen der Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 207 und Mikroprozessor 203 stattfinden kann.
  • Das Feldgerätedisplay 401 kann mittels eines Bayonett-Verschlusses auf den Elektronikeinsatz 408 aufgeschnappt werden, so dass die Kontaktflächen 403 mit den Federkontakten 411 in Verbindung treten. Dadurch kann eine Informationsübertragung, beispielsweise über eine darzustellende Information, zwischen dem Elektronikeinsatz 408 und dem Display 401 erfolgen.
  • Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 5 zeigt einen Teil des Displays 401. Innerhalb des Displaygehäuses 301 ist die Platine 501 zur Aufbereitung der Displayinformationen angeordnet. Die Lichtverteilungseinrichtung 503 ist als Displayträger eingerichtet. Dabei ist die Lichtverteilungseinrichtung als flächiger Lichtleiter ausgebildet. Auf der Platine 501 sind die vier Eingabeelemente 303 angeordnet.
  • Die Gehäuseaufnahmen 506 dienen der Befestigung der Lichtverteilungseinrichtung 503 und des nicht gezeichneten LCD Displays bzw. Anzeigemoduls. Eine Ablesung des Displays erfolgt in der Displayableserichtung 502. In Ableserichtung 502 gesehen oberhalb von der Platine 501 ist die Lichtverteilungseinrichtung 503 dargestellt. Die Lichtverteilungseinrichtung weist in paralleler Richtung zu der Ableserichtung 502 weisende Aufnahmen 504 auf. Diese Aufnahmen 504 sind eingerichtet, um ein LCD-Display aufzunehmen. Statt einem LCD-Display kann jede andere Art eines Displaymoduls verwendet werden, das ausgebildet ist, elektrische Signale in darstellbare Symbole zu wandeln. Die Ansteuerung des Displaymoduls erfolgt über die Platine 501.
  • Die Lichtverteilungseinrichtung 503 weist an einer Seite die Einkerbung 505 auf. Die Einkerbung 505 ist angepasst, um eine LED, die seitlich in die Lichtverteilungseinrichtung 503 einleuchtet, aufzunehmen und das von der LED erzeugte Licht in die Lichtverteilungseinrichtung einzukoppeln. Das von der Einkerbung 505 sich in der Lichtverteilungseinrichtung 503 verteilende Licht tritt über die gesamte Fläche der Lichtverteilungseinrichtung 503 verteilt, entgegen der Blickrichtung 502 aus der Lichtverteilungseinrichtung 503 heraus. Dabei durchläuft das Licht das nicht gezeichnete LCD-Display.
  • Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einem Displaymodul gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 6 entspricht Fig. 5. Es ist im Vergleich zu Fig. 5 jedoch das LCD-Display oder Displaymodul 601 dargestellt. Die Form der Lichtverteilungseinrichtung 503 ist erkennbar an die Form des Displaymoduls 601 angepasst. Die Aufnahmen 504 umfassen das Displaymodul 601 derart, dass ein sicherer Halt des Displaymoduls 601 auf der Lichtverteilungseinrichtung 503 gewährleistet ist. Dadurch kann ein Verrutschen des Displaymoduls 601 auf der Lichtverteilungseinrichtung 503 verhindert werden. Die Aufnahme 504 können auch als Schnapphalter ausgebildet sein.
  • Fig. 7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Displayträgers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zur besseren Darstellung der Komponenten ist in Fig. 7 kein Gehäuse eingezeichnet. Die Fig. 7 zeigt den geschichteten Aufbau der Platine 501 mit den Eingabeeinrichtungen 303, der Lichtverteilungseinrichtung 503 und dem Displaymodul 601. In Blickrichtung 502 betrachtet, befindet sich die Platine 501 unterhalb der Lichtverteilungseinrichtung 503 und die Lichtverteilungseinrichtung 503 unterhalb des Displaymoduls 601. Dadurch kann Licht von der Lichtverteilungseinrichtung 503 das Displaymodul 601 von hinten als Hintergrundbeleuchtung durchleuchten.
  • Fig. 8 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung eines Displayträgers mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einem Displaymodul 601 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 zeigt den Flexstecker 801 mit dem Displayinformation von der Ansteuerplatine 501 an das Displaymodul 601 weitergegeben wird. Das Displaymodul 601 kann lediglich Information, die ihm zur Verfügung gestellt wird, darstellen. Die Auswertung und die Art, wie die Information dargestellt wird, erfolgt mittels der Elektronik, die sich auf der Platine 501 befindet. Die Platine 501 ist somit die Ansteuer-oder Treiberschaltung für das Displaymodul 601.
  • Zwischen dem Displaymodul 601 und der Treiberplatine 501 befindet sich die Lichtverteilungseinrichtung 503. In Fig. 8 ebenfalls zu sehen, ist die Einkerbung 505 zum seitlichen Beleuchten der Lichtverteilungseinrichtung 503. Mittels Abstandshalter 802 wird ein Abstand der Lichtverteilungseinrichtung 503 von der Platine sichergestellt.
  • Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild einer Schalkreis-Anordnung für ein Feldgerät gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Von dem Sensor 901 bzw. Feldgeräte 901 sind lediglich die vier Leitungen 902, 903, 904 und 905 dargestellt. Die Leitungen 902, 903, 904 und 905 bilden die Leitungen eines seriellen Busses. Die Leitung 902 dient der Übertragung der Versorgungsspannung von 3 V, während die Leitung 905 der entsprechende Masseanschluss ist. Die Taktinformation wird über die Leitung SCL (Serial Clock) übertragen. Vorhandene Daten werden über die Leitung 904 SDA (Serial Data) übertragen. Die Leitungen 902, 903 und 904 weisen jeweils einen Ex-Widerstand 906 auf. Dieser Ex-Widerstand ermöglicht den Betrieb der Schaltung in einem Ex-Bereich.
  • Die Leitungen 902, 903, 904 und 905 führen auf das Feldgerätedisplay 907. Die in dem Block 907 dargestellte Schaltung stellt die Treiberschaltung für das LCD-Displaymodul 601 dar. Die Leitungen 902, 903 und 904 weisen auf der Displaybeleuchtungsansteuereinrichtungsseite 907 ebenfalls Ex-Widerstände 908 auf. Die Leitung 904 überträgt Daten SDA (Serial Data) zu dem Mikroprozessor 909. Der Mikroprozessor 909 erhält neben den Daten über die Leitung 904 auch Taktinformation über die Leitung 903. Außerdem ist der Mikroprozessor 909 mit der 3 V-Gleichspannung der Leitung 902 verbunden.
    Der Mikroprozessor 909 stellt die aufbereitete Anzeigeinformation für das LCD-Display 601 zur Verfügung. Dazu ist der Mikroprozessor 909 mit dem LCD-Display 601 verbunden, wobei parallel zu dem LCD-Display 601 und dem Mikroprozessor 909, die Kondensatoren 923 und 924 geschalten sind. Beispielsweise beträgt die Kapazität des Kondensators 923 1,3 µF, während die Kapazität des Kondensators 924 4,5 µF beträgt.
  • Die Versorgungsspannung 902 ist auf einen Schalter 912 gelegt. Der Schalter 912 ist Teil der Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 913. Der Schalter 912 wird über die Leitung 914 von dem Mikroprozessor 909 geschalten. Dadurch kann der Mikroprozessor 909, der ebenfalls über Leitung 915 Zugang zu der aktuellen Versorgungsspannung 902 hat, feststellen, ob ausreichend Leistung für den Betrieb der Lichterzeugungseinrichtung 916 vorhanden ist. Für den Fall, dass ausreichend Leistung vorhanden, schließt der Mikroprozessor den Schalter 912, so dass die Versorgungsspannung 902 auf die Displaybeleuchtungsansteuereinrichtung 913 gelangt. Über die Step Up-Schaltung 917 wird die Spannung von 3 V auf ca. 4,5 V erhöht. Die Zenerdioden 918 und 919 dienen der Begrenzung einer Versorgungsspannung für die Lichterzeugungseinrichtung 916.
  • Die Spule 920 wird für den Betrieb für die Step Up-Schaltung genutzt..Der Kondensator 921 dient der Entstörung der Schaltung. Die Spule 920 weist eine Induktivität von 10 µH auf,
    während der Kondensator 921 eine Kapazität von 4,7 µF aufweist. Die Step Up-Schaltung 917 erzielt aufgrund ihrer Spannungserhöhung ein gleichmäßiges Leuchten der Lichterzeugungseinrichtung 916. Der Widerstand 922 ist mit der Kathode LED 916 verbunden und begrenzt den Strom durch die Lichterzeugungseinrichtung 916.
  • Parallel zu der Lichterzeugungseinrichtung 916, die mit dem Widerstand 922 in Reihe geschalten ist, ist der Leistungsspeicher 105 bzw. Energiespeicher 105 geschalten. Der
    Leistungsspeicher 105 ist als Kondensator von einer Kapazität von 1 µF realisiert und kann somit Leistungsüberschüsse puffern. Es kann somit auch die Lichterzeugungseinrichtung 916 versorgt werden, wenn über Leitung 902 nicht ausreichend Leistung zur Verfügung gestellt wird.
  • Durch den erhöhten Stromverbrauch kommt es an den Ex-Widerständen 908, 906 zwischen Sensor 901 und Feldgerätedisplay 907 zu Verlusten. Das Display 907 hat damit keine 3,0 V mehr zur Verfügung, sondern ca. 0,25 V weniger. Da das Display 907 einen Vierfachspannungsvervielfacher 917 oder eine Step Up-Schaltung 917 aufweist, macht Display 907 somit aus 3 V, 12 V. Die Größe der Ex-Widerstände 906 und 908 beträgt 80 Ω.
  • Fig. 10 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Feldgerätedisplay mit einer Lichtverteilungseinrichtung mit Displaygehäuse gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ablesung des Feldgerätedisplays 401 erfolgt dabei in Ableserichtung 502. Das Displaymodul 601, insbesondere LCD-Display 601, wird dabei von Licht der Lichtverteilungseinrichtung 503 entgegen der Ableserichtung 502 in der Richtung 1002 durchstrahlt. Die Lichtverteilungseinrichtung 503 befindet sich zwischen dem Displaymodul 601 und der Ansteuerplatine 501. Der Abstand zwischen der Lichtverteilungseinrichtung 503 und der Platine 501 ist so gewählt, dass zwischen der Platine 501 und der Lichtverteilungseinrichtung 503 die Bauelemente 1001 der Platine 501 Platz finden.
  • Das Displaygehäuse 301 kapselt das Displaymodul 601, die Lichtverteilungseinrichtung 503 und die Platine 501, so dass das Feldgerätedisplay 401 eine kompakte Einheit 401 bzw. ein kompaktes Modul 401 bildet. In Bereichen des LCD-Displaymoduls 601 ist das Gehäuse 301 transparent ausgeführt oder gar nicht vorhanden, um die Ablesbarkeit sicherzustellen.
  • Fig. 11 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Feldgerätedisplay mit einer Lichtverteilungseinrichtung und einer Heizeinrichtung. Die Fig. 11 zeigt die Heizeinrichtung 1101, die ähnlich der Anordnung der Lichtverteilungseinrichtung 503 in Blickrichtung 502 bzw. Ableserichtung 502 gesehen hinter dem LCD-Modul 501 und somit hinter der Lichtverteilungseinrichtung 503 angeordnet ist. Die Heizeinrichtung 1101 kann eine weitere Zusatzfunktion zu der Displaybeleuchtungseinrichtung 503 darstellen und der Erwärmung des Displaymoduls 601 dienen. Durch die Erwärmung des Displaymoduls 601 ist es möglich, dass sich Kristalle, die sich in dem Displaymodul 601 befinden, schneller bewegen können und folglich eine schnellere Anzeige möglich wird.
  • Fig. 12 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Beleuchten eines Feldgerätedisplays gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren startet in Schritt S1 mit einer deaktivierten Beleuchtung, d. h. dass die Lichterzeugungseinrichtung ausgeschalten ist. Es erfolgt in Schritt S2 eine Abfrage, ob die Beleuchtung aktiviert werden soll. Wenn die Beleuchtung nicht aktiviert werden soll, bleibt die Beleuchtungsanordnung in dem deaktivierten Zustand. Sollte eine Beleuchtung erwünscht sein, erfolgt im Schritt S3 eine Überprüfung, ob ausreichend Leistung für eine Beleuchtung vorhanden ist.
  • Ist keine ausreichende Leistung für eine Beleuchtung vorhanden, so wird in Schritt S4 auf dem Display ein Hinweis eingeblendet, dass die Beleuchtung nicht aktiviert werden kann. Sollte ausreichend Leistung zur Verfügung stehen, so erfolgt in Schritt S5 eine Aktivierung der Beleuchtung, wodurch das Display beleuchtet wird.
  • Während der Beleuchtung erfolgt mit Schritt S6 eine ständige Überprüfung, ob die Leistung, die zur Verfügung steht, ausreicht, das Display zu beleuchten. Solange eine ausreichende Leistung vorhanden ist, wird in dem aktivierten Zustand geblieben.
  • Sollte die Leistung für eine Beleuchtung nicht mehr ausreichen, so erfolgt in Schritt S7 eine Deaktivierung der Beleuchtung. Die Deaktivierung der Beleuchtung kann auch nach Ablauf eines Zeitgliedes erreicht werden. Schließlich befindet sich die Beleuchtung in Schritt S8 wieder in dem deaktivierten Zustand.
  • Fig. 13 zeigt ein Zustandsdiagramm, insbesondere eine Menüstruktur für ein Verfahren zum Beleuchten eines Feldgerätedisplays gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zur Beleuchtung des Displays ist eine der Eingabeeinrichtungen 303 als OK-Taste eingerichtet und eine andere als ESC-Taste. In dem Zustand 1301 ist die Beleuchtung aktiviert und es erscheint die Anzeige "jetzt ändern?" im Menü auf dem Display. Wenn mittels Tastendruck auf die OK-Taste die Änderung bestätigt wird, erfolgt im Menüpunkt 1302 die Überprüfung, ob die Beleuchtung wirklich deaktiviert werden soll. Wird in dem Zustand 1302 die ESC-Taste gedrückt, wird in den Zustand 1301 zurückgesprungen. Wird die Anfrage in Zustand 1302 mit der OK-Taste bestätigt, erfolgt ein Sprung in den Zustand 1303, in dem die Beleuchtung deaktiviert ist. Es erscheint auf dem Display die Anzeige "deaktiviert" und "jetzt ändern?".
  • Wird in dem Zustand 1303 die OK-Taste gedrückt, erfolgt im Zustand 1304eine Anzeige auf dem Display "Warnung: Beleuchtung wurde durch den Sensor deaktiviert". Wird in dem Zustand 1304 die ESC-Taste gedrückt, wird in den deaktivierten Zustand 1303 zurückgesprungen. Erfolgt im Zustand 1304 die Betätigung der OK-Taste so wird in Zustand 1305 gesprungen, in dem die Abfrage "Beleuchtung aktivieren" erscheint. Wird in diesem Zustand 1305 die ESC-Taste gedrückt, wird ebenfalls wieder in den deaktivierten Zustand 1303 zurückgesprungen.
  • Erfolgt jedoch in dem Zustand 1305 die Betätigung der OK-Taste erfolgt eine Überprüfung, ob ausreichend Leistung für den Betrieb einer Beleuchtung vorhanden ist. Wenn ausreichend Leistung vorhanden ist, wird in den aktiven Zustand 1301 gesprungen und sollte nicht genügend Leistung vorhanden sein, findet ein Sprung in den Zustand 1306 statt. In dem Zustand 1306 erscheint auf dem Display die Anzeige "Hinweis: Beleuchtung kann nicht aktiviert werden, keine ausreichende Leistung verfügbar" und nach Ablauf eines Zeitgliedes wird in den Zustand 1303 zurückgesprungen.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (9)

  1. Leuchteinrichtung für ein Feldgerätedisplaymodul, aufweisend:
    eine Lichterzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Licht;
    eine Lichtverteilungseinrichtung (503) zum räumlichen Verteilen des Lichtes;
    wobei die Form der Lichtverteilungseinrichtung (503) an die Form einer Rückseite eines Feldgerätedisplaymoduls (601) angepasst ist;
    wobei die Lichterzeugungseinrichtung eingerichtet ist, die Lichtverteilungseinrichtung (503) zu beleuchtet;
    wobei die Lichtverteilungseinrichtung (503) eingerichtet ist, Licht gleichmäßig über das Feldgerätedisplaymodul (601) zu verteilen.
  2. Leuchteinrichtung nach Anspruch 1, eingerichtet zum Einsatz mit einem abnehmbaren Feldgerätedisplaymodul.
  3. Leuchteinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, eingerichtet zum Betrieb mit einem Feldgerät ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Radar-Feldgerät, einem TDR-Feldgerät, einem Ultraschall-Feldgerät, einem Kapazitiv-Feldgerät und einem Grenzstand-Feldgerät.
  4. Leuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtverteilungseinrichtung eine Haltevorrichtung (504) für das Feldgerätedisplaymodul (601) aufweist.
  5. Leuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtverteilungseinrichtung hinter dem Feldgerätedisplaymodul (601) anbringbar ist.
  6. Leuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lichtverteilungseinrichtung (503) mit Prismen besetzt ist.
  7. Leuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lichterzeugungseinrichtung eine LED ist.
  8. Leuchteinrichtung nach Anspruch 7, wobei die LED eingerichtet ist, weißes Licht bereitzustellen.
  9. Leuchteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtverteilungseinrichtung (503) eine halbreflektierende Folie ist.
EP09162391A 2005-12-27 2006-12-13 Leuchteinrichtung für ein Feldgerät Withdrawn EP2098895A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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